在傳輸效率方面,電磁共振方式可以達(dá)到40%~60%,雖然相對(duì)較低但也進(jìn)入商用化沒(méi)有任何問(wèn)題。
電磁共振方式將電能以電磁波“射頻”或非輻射性諧振“磁共振”等形式傳輸,它具有較高的效率和非常好的靈活性,是目前業(yè)內(nèi)的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。
電磁耦合方式
相對(duì)于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式,電場(chǎng)耦合方式有三大優(yōu)點(diǎn):充電時(shí)設(shè)備的位置具備一定的自由度;電極可以做得很薄、更易于嵌入;電極的溫度不會(huì)顯著上升,對(duì)嵌入也相當(dāng)有利。
首先在位置方面,雖然它的距離無(wú)法像磁共振那樣能達(dá)到數(shù)米的長(zhǎng)度,但在水平方向上也同樣自由,用戶(hù)將終端隨意放在充電臺(tái)上就能夠正常充電。
我們可以看到電場(chǎng)耦合與電磁感應(yīng)的對(duì)比結(jié)果,電極或線(xiàn)圈間的錯(cuò)位用dz/D(中心點(diǎn)距離/直徑)參數(shù)來(lái)表示,當(dāng)該參數(shù)為0時(shí),表示兩者完全重合,此時(shí)能效處于最高狀態(tài)。
當(dāng)該參數(shù)為1時(shí),表示兩者完全不重合。我們可以看到,此時(shí)電場(chǎng)耦合方式只是降低了20%的能量輸入,設(shè)備依然是可以正常充電,而電磁感應(yīng)式稍有錯(cuò)誤、能量效率就快速下降,錯(cuò)位超過(guò)0.5時(shí)就完全無(wú)法正常工作,因此,電磁感應(yīng)式總是需要非常精確的位置匹配。
電場(chǎng)耦合方式的第二個(gè)特點(diǎn)是電極可以做到非常薄,比如它可以使用厚度僅有5微米的銅箔或者鋁箔,此外對(duì)材料的形狀、材料也都不要求,透明電極、薄膜電極都可以使用,除了四方形外,也可以做成其他任何非常規(guī)的形狀。
這些特性決定了電場(chǎng)耦合技術(shù)可以被很容易地整合到薄型要求高的智能手機(jī)產(chǎn)品中,這也是該技術(shù)相對(duì)于其他方案最顯著的優(yōu)點(diǎn)。顯而易見(jiàn),若采用電場(chǎng)耦合技術(shù),智能手機(jī)廠(chǎng)商在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)就有很寬松的自由度,不會(huì)在充電模塊設(shè)計(jì)上遭受制肘。
第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是電極部分的溫度并不會(huì)上升——困擾無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的一個(gè)難題就是充電時(shí)溫度較高,會(huì)導(dǎo)致接近電極或線(xiàn)圈的電池組受熱劣化,進(jìn)而影響電池的壽命。
電場(chǎng)耦合方式則不存在這種困擾,電極部分的溫度并不會(huì)上升,因此在內(nèi)部設(shè)計(jì)方面不必太刻意。電極部分不發(fā)熱主要得益于提高電壓,如在充電時(shí)將電壓提升到1.5kv左右,此時(shí)流過(guò)電極的電流強(qiáng)度只有區(qū)區(qū)數(shù)毫安,電極的發(fā)熱量就可以控制得很理想。
不過(guò)美中不足的是,送電模塊和受電模塊的電源電路仍然會(huì)產(chǎn)生一定的熱量,一般會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度提升10~20℃左右,但電路系統(tǒng)可以被配置在較遠(yuǎn)的位置上,以避免對(duì)內(nèi)部電池產(chǎn)生影響。
電場(chǎng)耦合方式具有體積小、發(fā)熱低和高效率的優(yōu)勢(shì),缺點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)和支持者較少,不利于普及。
微波諧振方式
英特爾公司是微波諧振方式的擁護(hù)者,這項(xiàng)技術(shù)采用微波作為能量的傳遞信號(hào),接收方接受到能量波以后,再經(jīng)過(guò)共振電路和整流電路將其還原為設(shè)備可用的直流電。
這種方式就相當(dāng)于我們常用的Wi-Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),發(fā)收雙方都各自擁有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的天線(xiàn),所不同的是,這一次傳遞的不是信號(hào)而是電能量。